دوره 12، شماره 35 - ( پاییز 1399 )                   جلد 12 شماره 35 صفحات 69-79 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Sotoudeh Ardabili G, Asghari Zakaria R, Zare N, Ghaffarzadeh Namazi L. Effect of Colchicine Dose and Treatment Duration on Morphophysiological Characteristics of Bride Rose Poppy (Papaver Fugax Poir.) Using Different Explants. jcb. 2020; 12 (35) :69-79
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1139-fa.html
ستوده اردبیلی گیتی، اصغری زکریا رسول، زارع ناصر، غفارزاده نمازی لیلا. اثر دز و مدت زمان تیمار با کلشی‌سین بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی خشخاش برگ‌ریزان (Papaver fugax Poir.) با استفاده از ریزنمونه‌های مختلف. پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی. 1399; 12 (35) :69-79

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1139-fa.html


تولید و ژنتیک گیاهی
چکیده:   (296 مشاهده)
در این مطالعه، به‌منظور تعیین مناسب‌ترین روش القای پلی‌پلوئیدی در گیاه خشخاش برگ‌ریزان آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و سه فاکتور شامل سطوح مختلف کلشی‌سین (0، 05/0، 1/0، 2/0 و 5/0 درصد)، مدت زمان تیمار (12، 24 و 48 ساعت) و نوع ریزنمونه (بذر، گیاهچه و جوانه انتهایی ساقه)، در سال‌های 1397-1396 در دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. در کنار ارزیابی‌های مورفولوژیکی و روزنه‌ای، روش فلوسایتومتری افزایش محتوای ماده ژنتیکی را در برخی از گیاهان تیمار شده تأیید نمود. نتایج نشان داد که تیمار جوانه انتهایی ساقه با غلظت کلشی‌سین 05/0 یا 1/0 درصد در زمان تیمار‌ 48 ساعت، به دلیل دارا بودن بیشترین درصد زنده‌مانی (%4/44) و القای تتراپلوئیدی (%9/18) بهترین روش تولید گیاهان تتراپلوئید در خشخاش برگ‌ریزان است. با بررسی اثرات اتوپلی‌پلوئیدی بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیک مشخص شد که میانگین فواصل میانگره، ارتفاع بوته و تراکم سلول‌های روزنه در گیاهان تترا‌پلوئید کاهش و اندازه و ضخامت برگ، اندازه کپسول، تعداد برگ، وزن خشک کل بوته، اندازه سلول‌های روزنه‌ای، محتوای کلروفیل، پروتئین، کربوهیدرات و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز افزایش یافته است. این در حالی است که تغییری در میزان فعالیت آنزیم پلی‌فنل اکسیداز در نتیجه القای تترا‌پلوئیدی مشاهده نشد. علاوه بر این، افزایش محتوای مورفین و کاهش محتوای کدئین در گیاهان تترا‌پلوئید حاصل مشاهده شد. در مجموع با توجه به اینکه کلشی‌سین نقش مؤثری در القای تتراپلوئیدی گیاه خشخاش برگ ریزان و تغییر در خصوصیات مورفولوژیکی و فرآیندهای متابولیکی آن دارد میتوان از این نتایج در برنامه‌های به‌نژادی این گیاه دارویی استفاده کرد.
متن کامل [PDF 2908 kb]   (58 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح موتاسيوني
دریافت: 1399/3/21 | ویرایش نهایی: 1399/9/4 | پذیرش: 1399/6/10 | انتشار: 1399/7/10

فهرست منابع
1. Adaniya, S. and D. Shirai. 2001. In vitro induction of tetraploid ginger (Zingiber officinale Roscoe) and its pollen fertility and germinability. Scientia Horticulturae, 88: 277-287. [DOI:10.1016/S0304-4238(00)00212-0]
2. Adams, K.L. and J.F. Wendel. 2005. Novel patterns of gene expression in polyploidy plants. Trends in Genetics, 10: 539-543. [DOI:10.1016/j.tig.2005.07.009]
3. Albuzio, A., P. Spettoli and G. Cacco. 2006. Changes in gene expression from diploid to autotetraploid status of Lycopersicon esculentum. Physiologia Plantarum, 44: 77-80. [DOI:10.1111/j.1399-3054.1978.tb01617.x]
4. Allario, T., J. Brumos, J.M. Colmenero-Flores, D.J. Iglesias, J.A. Pina, L. Navarro, M. Talon, P. Ollitrault and R. Morillon. 2013. Tetraploid Rangpur lime rootstock increases drought tolerance via enhanced constitutive root abscisic acid production. Plant Cell and Environment, 36: 856-868. [DOI:10.1111/pce.12021]
5. Balazova, A. and M. Psenak. 1998. Biosynthesis of morphinans: enzymological and molecular-biological aspects. Chemicke Listy, 92: 1006-1015.
6. Bennett, M.D. 2004. Perspectives on polyploidy in plants - ancient and neo. Biological Journal of the Linnean Society, 82: 411-423. [DOI:10.1111/j.1095-8312.2004.00328.x]
7. Birami Kohi, A., L. Fahmideh and M. Riasat. 2016. Evaluation of morphologic and physiologic traits of Sistan's native Fenugreek (Trigonellafoenum graecum) under colchicine treatments. Journal of Crop Breeding, 8(18): 153-159 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.8.18.153]
8. Bradford, M.M. 1976. Rapid and sensitive method for the quantization of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254. [DOI:10.1016/0003-2697(76)90527-3]
9. Chance, B. and A.C. Maehly. 1955. Assay of catalases and peroxidases. Methods in Enzymology, 773-775 pp. [DOI:10.1016/S0076-6879(55)02300-8]
10. Chen, Z.J. 2007. Genetic and epigenetic mechanisms for gene expression and phenotypic variation in plant polyploids. Annual Review of Plant Biology, 58: 377-406. [DOI:10.1146/annurev.arplant.58.032806.103835]
11. De Jesus-Gonzalez, L. and P.J. Weathers. 2003. Tetraploid Artemisia annua hairy roots produce more artemisinin than diploids. Plant Cell Reports, 21: 809-813. [DOI:10.1007/s00299-003-0587-8]
12. Del Pozo, J.C. and E. Ramirez-Parra. 2014. Deciphering the molecular bases for drought tolerance in Arabidopsis autotetraploids. Plant, Cell and Environment, 37: 2722-273. [DOI:10.1111/pce.12344]
13. Dhooghe, E., K. Van Laere, T. Eeckhaut, L. Leus and J. Van Huylenbroeck. 2011. Mitotic chromosome doubling of plant tissues in vitro. Plant Cell Tissue Organ Culture, 104: 359-373. [DOI:10.1007/s11240-010-9786-5]
14. Dou, J.L., P.L. Yuan, S.J. Zhao, N. He, H.J. Zhu, L. Gao, W.L. Ji, X.Q. Lu and W.G. Liu. 2017. Effect of ploidy level on expression of lycopene biosynthesis genes and accumulation of phytohormones during watermelon (Citrullus lanatus) fruit development and ripening. Journal of Integrative Agriculture, 16(9): 1956-1967. [DOI:10.1016/S2095-3119(16)61618-0]
15. Facchini, P.J. and V. De Luca. 1995. Phloem-specific expression of tyrosine/dopa decarboxylase genes and biosynthesis of isoquinoline alkaloids in opium poppy. Plant Cell; 7: 1811- 1821. [DOI:10.1105/tpc.7.11.1811]
16. Fairbairn, J.W. and F. Hakim. 1973. Papaver bracteatum Lindl. A new plant source of opiates. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 25: 353-358. [DOI:10.1111/j.2042-7158.1973.tb10028.x]
17. Fakhari, A.R., S. Nojavan, S.N. Ebrahimi and C.J. Evenhuis. 2010. Optimized ultrasound-assisted extraction procedure for the analysis of opium alkaloids in Papaver plants by cyclodextrin-modified capillary electrophoresis. Journal of Separation Science, 33: 2153-2159. [DOI:10.1002/jssc.201000135]
18. Fedde, F. 1909. Papaveraceae- Hypecoideae et Papaveraceae- Papaveroideae. In: Engler, Das Pflanzenreich. 4: 1-430.
19. Gaffari, S.M. 2008. Chromosome reports for some plant species from Iran. Journal of Botany, 14: 39-46.
20. Guy, C.L., D. Haskell, L. Neven, P. Klein and C. Smelser. 1992. Hydration-state-responsive proteins link cold and drought stress in spinach. Planta, 188: 265-270. [DOI:10.1007/BF00216823]
21. Hagel, J.M. and P.J. Facchini. 2010. Dioxygenases catalyze the O-demethylation steps of morphine biosynthesis in opium poppy. Nature Chemical Biology, 6: 273-275. [DOI:10.1038/nchembio.317]
22. Hamill, S.D., M.K. Smith and W.A. Dodd. 1992. In vitro Induction of banana autotetraploids by colchicine treatment of micropropagated diploids. Australian Journal Botanical, 40: 887-896. [DOI:10.1071/BT9920887]
23. Kar, M. and D. Mishra. 1976. Catalase, peroxidase, and polyphenoloxidase activities during rice leaf senescence. Plant Physiology, 57: 315-319. [DOI:10.1104/pp.57.2.315]
24. Lavania, U.C. 2005. Genomic and ploidy manipulation for enhanced production of phytopharmaceuticals. Plant Genetic Resources; 3: 170-177. [DOI:10.1079/PGR200576]
25. Levin, D.A. 2002. The role of chromosomal change in plant evolution. New York: Oxford University Press, 230 pp.
26. Lichtenthaler, H.K. and A.R. Wellburn. 1983. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemical Society Transactions, 11:591-592. [DOI:10.1042/bst0110591]
27. Madani, S.H., B. Hosseini, Gh. Karimzadeh and A. Rahimi. 2019. Effects of polyploidy induction on antioxidant capacity and some phytochemical and morphological characteristics of Iranian poppy (Papaver bracteatum Lindl. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 35:170-181 (In Persian).
28. Madani, S.H., B. Hosseini, E. Dehghan and E. Rezaei Chiyaneh. 2016. Effects of in vitro polyploidy induction on regenerated plantlets of Lattice Henbane (Hyoscyamus reticulatus L.). Journal of Crop Breeding, 8(17): 66-7 (In Persian). [DOI:10.18869/acadpub.jcb.8.17.76]
29. McCready, R.M., J. Guggolz, V. Silviera and H.S. Owens. 1950. Determination of starch and amylase in vegetables. Analytical Chemistry, 22: 1156-1158. [DOI:10.1021/ac60045a016]
30. Mishra, B.K., S. Pathak, A. Sharma, P.K. Trivedi and S. Shukla. 2010. Modulated gene expression in newly synthesized auto-tetraploid of Papaver somniferum L. South African Journal of Botany, 76: 447-452. [DOI:10.1016/j.sajb.2010.02.090]
31. Mo, L., J. Chen, X. Lou, Q. Xu, R. Dong, Z. Tong, H. Huang and E. Lin. 2020. Colchicine-induced polyploidy in Rhododendron fortunei Lindl. Plants; 9(4): 1-13. [DOI:10.3390/plants9040424]
32. Omidbaig, R., M. Mirzaee, M.E. Hassani and M. Sedghi Moghadam. 2010a. Induction and identification of polyploidy in basil (Ocimum basilicum L.) medicinal plant by colchicine treatment. International Journal of Plant Production, 4 (2):87-98 (In Persian).
33. Omidbaigi, R., S. Yavari, M.E. Hassani and S. Yavari. 2010b. Induction of autotetraploidy in Dragonh (Dracocephalum moldavica L.) by colchicine treatments. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 18(1): 23- 35 (In Persian).
34. Omokolo, N.D., N.G. Tsala and P.F. Djocgoue. 1996. Changes in carbohydrate, amino acid and phenol content in cocoa pods from three clones after infection with Phytophthora megakarya Bra. and Grif. Annals of Botany, 77: 153-158. [DOI:10.1006/anbo.1996.0017]
35. Rao, S.H., X. Kang, J. Li and J. Chen. 2019. Induction, identification and characterization of tetraploidy in Lycium ruthenicum. Breeding Science, 69: 160-168. [DOI:10.1270/jsbbs.18144]
36. Roy, A.T., G. Leggett and A. Koutoulis. 2001. In vitro tetraploid induction and generation of tetraploids from mixoploids in hop (Humulus lupulus L.). Plant cell reports, 20: 489-495. [DOI:10.1007/s002990100364]
37. Sattler, M.C., C.R. Carvalho and W.R. Clarindo. 2016. The polyploidy and its key role in plant breeding. Planta, 243: 281-296. [DOI:10.1007/s00425-015-2450-x]
38. Seddigh, M.D., G. Jolliff, W.M. Calhoun and J. Crane. 1982. Papaver bracteatum potential commercial source of codeine. Economic Botany, 36: 433-441. [DOI:10.1007/BF02862702]
39. Shafiee, A., Z. Mahmoudi and N. Samadi. 1997. Alkaloids of Papaveraceae XVI. Alkaloids of Papaver fugax population Tarom. Journal of Science Islamic Repablic Iran, 8: 166-169 (In Persian).
40. Simpson, M.G. 2006. Plant Systematics. 2nd Edition, Elsevier Academic Press, 752 pp.
41. Smarda, P., L. Horova, O. Knapek, H. Dieck, M. Dieck, K. Ražna, P. Hrubik, L. Orloci, L.F. Papp and K. Vesela. 2018. Multiple haploids, triploids, and tetraploids found in modern-day "living fossil" Ginkgo biloba. Horticulture Reserch, 5: 1-12. [DOI:10.1038/s41438-018-0055-9]
42. Soltis, P.S. and D.E. Soltis. 2000. The role of genetic and genomic attributes in the success of polyploids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 97: 7051-7057. [DOI:10.1073/pnas.97.13.7051]
43. Sotoudeh Ardabili, G., R. Asghari Zakaria and N. Zare. 2015. In vitro induction of polyploidy in Sorghum bicolor L. Cytologia, 80(4): 495-503. [DOI:10.1508/cytologia.80.495]
44. Sudhakar, S., Y. Li, M.S. Katz and N. Elango. 2001. Translational regulation is a control point in RUNX2/Cbfa1 gene expression. Biochemical and Biophysical Research Communications, 289: 616-22. [DOI:10.1006/bbrc.2001.6033]
45. Talebi, S.F., M.J. Saharkhiz, M. Jafarkhan Kermani, Y. Sharafi and F. Raouf Fard. 2017. Effect of different antimitotic agents on polyploid induction of anise hyssop (Agastache foeniculum L.). Caryologia, 70(2): 184-193 (In Persian). [DOI:10.1080/00087114.2017.1318502]
46. Thao, N.T.P., K. Ureshino, I. Miyajima, Y. Ozaki and H. Okubo. 2003. Induction of tetraploids in ornamental Alocasia through colchicine and oryzalin treatments. Plant Cell Tissue Organ Culture. 72(1):19-25. [DOI:10.1023/A:1021292928295]
47. Van de Peer, Y., E. Mizrachi and K. Marchal. 2017. The evolutionary significance of polyploidy. Nature Reviews Genetics, 18: 411-424. [DOI:10.1038/nrg.2017.26]
48. Van Laere, K., S.C. Franca, H. Vansteenkiste, J. Van Huylenbroeck, K. Steppe and M.C. Van Labeke. 2011. Influence of ploidy level on morphology, growth and drought susceptibility in Spathiphyllum wallisii. Acta Physiologiae Plantarum, 33: 1149-1156. [DOI:10.1007/s11738-010-0643-2]
49. Wei, K.H., J.P. Xu, L.X. Li, J.Y. Cai, J.H. Miao and M.H. Li. 2018. In vitro induction and generation of tetraploid plants of Sophora tonkinensis Gapnep. Pharmacogn Magazine, 14: 149-154. [DOI:10.4103/pm.pm_170_17]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by : Yektaweb